Intérêt et place de la lithotritie endocorporelle Nd:YAG en urétéroscopie souple et semi-rigide : une alternative au laser Holmium:YAG?

03 décembre 2005

Mots clés : Calcul, Lithiase, Rein, Endoscopie, Laser
Auteurs : DUBOSQ F., PASQUI F., GIRARD F., BELEY S., LESAUX N., GATTEGNO B., THIBAULT P., TRAXER O
Référence : Prog Urol, 2005, 15, 662-666
Introduction et but: Le laser à technologie FREDDY® a été développé pour la lithotritie endocorporelle. Le but de notre étude a été d'évaluer, à partir de notre expérience initiale, son efficacité et sa place pour le traitement des calculs urinaires par urétéroscopie souple et semi-rigide.
Matériels et méthodes : Nous avons traité 30 patients (33 calculs) par lithotritie endocorporelle avec un laser à double impulsion et double fréquence dérivé des lasers Nd :YAG (technologie FREDDY®). Il s'agissait d'un geste de seconde intention pour 29 calculs (27 échecs de LEC et 2 échecs de néphrolithotomie percutanée). Pour 4 calculs, il s'agissait d'un premier geste. La taille moyenne des calculs était de 9 mm (6-15). Quinze calculs étaient dans l'aire rénale et 18 étaient urétéraux. Le succès du traitement a été défini par l'absence de fragments résiduels immédiatement après l'intervention ou à trois mois après réalisation d'une radiographie de l'abdomen sans préparation (ASP).
Résultats : 90,9% des calculs (30/33) ont été fragmentés efficacement. Le taux de patients sans fragment résiduel à trois mois était de 76,9% (20/30) et le taux de succès pour l'ensemble des calculs était de 75,8% (25/33). Les échecs ont concerné 5 calculs : 2 calculs mesurant initialement plus de 10 mm pour lesquels il persistait des fragments résiduels à 3 mois, 2 calculs de cystine dont la fragmentation a été nulle et 1 calcul d'oxalate de calcium mono hydraté dont la fragmentation a été jugée insuffisante (fragments supérieurs à 5 mm). Une perforation urétérale a été observée en rapport avec un calcul impacté dans la paroi urétérale. Conclusions: La lithotritie endoscopique avec le laser FREDDY® est un procédé efficace et sûre grâce aux longueurs d'ondes utilisées. Son utilisation s'est avérée parfaitement adapté à l'urétérorénoscopie souple. Un avantage certain est son coût qui reste modéré aussi bien à l'achat qu'en maintenance. Il est cependant nécessaire de connaïtre ses limites en terme de fragmentation, notamment en cas de calcul de cystine et son impossibilité de traiter les lésions tissulaires (sténoses et tumeurs de la voie excrétrice) en raison des longueurs d'onde utilisées.



Le développement récent de nouveaux urétéro-rénoscopes souples (URS) et la miniaturisation de l'instrumentation permettent désormais le diagnostic et le traitement des pathologies du haut appareil urinaire. Les calculs urinaires représentent une des indications principales de l'urétérorénoscopie. La fragmentation des calculs par urétérorénoscopie souple peut faire appel à trois sources d'énergie différentes : les ondes de choc électro-hydrauliques, les ondes de choc pneumatiques et les ondes laser.

Au cours des 10 dernières années, le laser s'est imposé comme référent pour la fragmentation des calculs et différentes sources laser ont été utilisées. Des premiers lasers à colorant pulsé au laser Holmium:YAG, la fragmentation des calculs s'est améliorée et parallèlement la morbidité s'est réduite. Le laser Holmium:YAG a démontré son efficacité et représente désormais l'énergie laser de référence pour le traitement des calculs et des lésions urothéliales de la voie excrétrice. La morbidité en rapport avec l'utilisation du laser holmium : YAG est réduite, particulièrement celle concernant les lésions de la paroi urétérale.Récemment, une autre source laser a été introduite : le laser à technologie FREDDY® (Frequency-doubled dual-pulse Neodymium:YAG laser). Ce laser a été développé exclusivement pour la lithotritie endocorporelle, aucune application tissulaire n'étant possible. Il combine les caractéristiques des lasers à solide et des lasers à colorant et l'utilisation de fibres souples et fines en fait un outil parfaitement adapté pour l'urétérorénoscopie souple.

Le but de notre étude a été d'évaluer à partir de notre expérience initiale, son efficacité et sa place pour le traitement des calculs urinaires par urétérorénoscopie.

MATERIELS ET METHODES

Patients

Nous avons réalisé une urétéroscopie (UR) par voie rétrograde associée à une lithotritie endocorporelle par laser à technologie FREDDY® chez 30 patients pour traiter 33 calculs.

31 unités rénales ont été traitées. Il y a eu 27 gestes unilatéraux (27 patients) : 19 urétéro-rénoscopies souples (URS) et 8 UR semi-rigides. Pour 3 patients, il s'agissait d'un traitement combiné

- pour un patient, 2 URS du même côté à trois mois d'intervalle pour 2 calculs différents.

- pour une patiente, 1 UR semi-rigide et 1 URS controlatérale à cinq mois d'intervalle.

- pour un patient, dans le même temps opératoire 1 UR semi-rigide d'un côté et 1 URS de l'autre côté.

Au total, nous avons pratiqué 23 URS et 10 UR semi-rigides (33 gestes endoscopiques).

Nous avons traité 23 hommes et 7 femmes, l'âge moyen était de 48 ans (24-71).

Dix-neuf patients étaient porteurs d'une endoprothèse urétérale préalablement mise en place pour obstruction urétérale aiguë, dont un cas de pyélonéphrite aiguë obstructive.

Pour 29 calculs (27 patients), il s'agissait d'une procédure de seconde intention : après échec de lithotritie extracorporelle (EDAP® LT 02 ou Dornier® HM3) pour 27 calculs (26 patients) et après échec de néphrolithotomie percutanée (NLPC) pour 2 calculs (1 patient). Pour 4 calculs (3 patients), il s'agissait d'une procédure de première intention. Les causes d'échec de la LEC ont été : calcul impacté (1 cas); difficultés de repérage parce que le calcul était faiblement radio-opaque (11 calculs, 10 patients); absence de fragmentation ou présence de fragments résiduels de plus de 6 mm (15 cas, 15 patients).

La taille moyenne des calculs était de 9 mm (6-15 mm) pour le plus grand diamètre.

Parmi les 33 calculs traités, 15 étaient dans l'aire rénale (11 caliciels inférieurs, 1 pyélique, 3 caliciels supérieurs dont 1 intra-diverticulaire) et 18 étaient urétéraux (12 lombaires dont un sur un uretère bifide, 2 iliaques et 4 pelviens).

La localisation des calculs est résumée dans le Tableau I..

Le laser à technologie FREDDY®

Nous avons utilisé un nouveau laser qui exploite un procédé breveté : la technologie FREDDY® (Frequency-doubled dual-pulse Neodymium:YAG laser) (World of Medicine, Berlin, Allemagne). Ce laser est exclusivement développé pour la lithotritie endocorporelle et particulièrement pour l'utilisation conjointe avec les urétéro-rénoscopes souples. Il allie les caractéristiques des lasers à solides et des lasers à colorant [2].

Le module comporte un circuit interne de refroidissement à eau avec un échangeur de chaleur eau-air et peut être relié à une alimentation d'énergie conventionnelle (220-240 V, 10 A). Ainsi, ce système n'exige pas le raccordement à une source d'eau externe ou à un réseau électrique particulier comme cela est le cas pour d'autres systèmes. Pour cette raison et grâce à sa petite taille (250 x 850 x 600 mm, 45kg), le module est mobile et facile à manipuler

(Figure 1).

Figure 1 : Freddy laser. World of Medecine, Berlin, Allemagne.

Ce laser est un laser à semi-conducteur, à impulsion courte et surtout à double fréquence. Son principe d'action repose sur une impulsion double et simultanée, constituée pour 80% d'une composante infra rouge d'une longueur d'onde de 1064 nm et pour 20% d'une composante verte d'une longueur d'onde de 532 nm.En intégrant une fibre de 25 à 30 m de long dans le résonateur du laser, la durée d'impulsion d'un laser Q-switched Neodynium:YAG, qui est normalement de l'ordre des nanosecondes est allongée pour atteindre les micro-secondes (1,0-1,4 µsec). Par l'intermédiaire d'un cristal de tri-hydrogéno-phosphate de potassium (KTP), la fréquence d'une fraction d'environ 20% de la lumière laser infra-rouge initiale (_=1064 nm) est doublée, ce qui permet d'obtenir une deuxième harmonique de lumière de couleur verte (_=532 nm). La résultante est la formation d'une impulsion double, dans laquelle les deux longueurs d'onde sont combinées et synchronisées. (3)

L'absorption de la lumière verte entraïne la formation d'une bulle de plasma à la surface du calcul. Celle-ci absorbe complètement la lumière infra-rouge émise simultanément. L'action des 2 composantes est synergique et a pour effet d'accroïtre l'intensité du plasma et de produire une onde de choc mécanique plus efficace [3, 4].

Chaque impulsion de 1,2 ¬µsec (à 1064 nm) délivre une énergie de 120 mJ de telle sorte qu'à la fréquence maximale de 10 Hz (pour le laser U100), une puissance de 1,2 watts peut être développée. Une fibre optique flexible et réutilisable de 280 µm en silice enduite de polyamide (ThinFlex200Rplus) a été élaborée spécialement pour ce laser.

La totalité des tirs laser a été effectuée sous contrôle visuel direct et aucun autre procédé de fragmentation n'a été utilisé.

Tous les patients ont été traités sous anesthésie générale. Nous avons utilisé dans cette étude, 4 urétéroscopes différents : 3 urétéro-rénoscopes souples (ACMI DUR 8, ACMI DUR 8 Elite, Storz Flex-X) et 1 urétéroscope semi-rigide (Olympus, 9,5F). Pour extraire les fragments lithiasiques, nous avons utilisé une sonde à panier en nitinol sans extrémité (Zérotip® Boston Scientific Microvasive 2.4F) et/ou une pince tripode (Triceps® Boston Scientific Microvasive 3F).

Le succès de l'urétéroscopie (fragmentation complète puis extraction des fragments lithiasiques) a été déterminé de la façon suivante : exploration complète de la voie excrétrice en per-opératoire et radiographie de l'abdomen sans préparation au premier jour post-opératoire et à trois mois de l'intervention.

Résultats

La durée opératoire moyenne par calcul traité a été de 98 minutes (45 à 170 min).

Une dilatation urétérale a été réalisée, par sonde à ballonnet basse pression (8 Atm Porgès®) en fonction des constatations endoscopiques ou après échec de mise en place de l'urétéro-rénoscope. Quatre dilatations urétérales ont été nécessaires dont 1 seule avant urétéroscopie semi-rigide. Dix-neuf patients étaient porteurs d'une endoprothèse urétérale avant l'intervention, aucun d'entre eux n'a nécessité de dilatation urétérale.

Une gaine d'accès urétérale (ACMI® 10Ch ou Flexor® Cook 12Ch) a été mise en place dans 13 cas d'URS (13/23) pour permettre plus facilement les "aller-retour" de l'URS dans les cavités pyélo-calicielles. La mise en place de l'URS a toujours été effectuée sur le fil guide sous contrôle endoscopique et fluoroscopique.

Une sonde urétérale 7Ch a été laissée en place en fin d'intervention dans 39,4% des cas (13/33 gestes endoscopiques) pour 24 heures lorsque le déroulement de la procédure laissait augurer une ablation complète des fragments lithiasiques. Pour un patient, une sonde urétérale a été laissée en place 24 heures puis changée pour une endoprothèse urétérale en raison de douleurs importantes à l'ablation de la sonde urétérale malgré un traitement antalgique bien conduit.

Une endoprothèse urétérale (sonde JJ) a été posée après 20 gestes (60,6%) si l'ensemble de la procédure laissait augurer la persistance de fragments résiduels (8), si la durée opératoire était supérieure à 120 minutes (9), en cas de procédure bilatérale (1) ou de plaie urétérale (1), pour un patient avec cystite glandulaire (1).

La fragmentation a été complète (fragments de 2-3 mm) pour 30 calculs (90,9%). Pour deux patients porteurs de calculs de cystine et un patient avec un calcul d'oxalate de calcium mono hydraté, la fragmentation par laser FREDDY® n'a pas été possible. Elle a été jugée insuffisante pour le calcul d'oxalate de calcium mono hydraté et nulle pour les calculs de cystine. L'extraction complète des fragments n'a été possible que pour 23 calculs sur les 30 fragmentés (76,6%). Le taux de succès initial a donc été de 23 sur 33 calculs (69,7%). correspondant à 23 patients sur 30 (76,6% des patients).

A trois mois, 25 patients sur 30 étaient sans fragments (83,3% des patients) correspondant à 25 calculs sur 33 (75,8% des calculs).

Cinq patients étaient porteurs de fragments résiduels. Ces échecs regroupaient les deux patients avec calculs de cystine et le patient avec calcul d'oxalate de calcium mono hydraté. Deux autres patients présentaient initialement un calcul de plus de 10 mm de diamètre (12 et 15 mm). Ces cinq patients ont été traités ultérieurement par URS et laser Holmium:YAG.

Les taux de succès en fonction de la localisation des calculs sont résumés dans le Tableau I.

Le seul incident relevé a été une perforation urétérale lors du traitement d'un calcul impacté. Cette complication est en rapport avec la désimpaction elle-même et non avec l'action directe du laser FREDDY® sur la paroi urétérale. Ce patient a été traité par la mise en place d'une endoprothèse urétérale pour 6 semaines. Aucune autre lésion de l'uretère en rapport direct avec les salves du laser n'a été observée.

La durée d'hospitalisation moyenne a été de 36 heures.

Discussion

La mise au point d'endoscopes souples de petit calibre a permis l'accès à toutes les portions du haut appareil urinaire. Ainsi, les calculs urinaires quel que soit leur siège sont désormais accessibles par voie rétrograde. Pour les calculs rénaux, l'utilisation de l'urétérorénoscopie souple est parfaitement adaptée à leur traitement à condition de disposer d'un moyen de fragmentation pouvant être utilisé à travers le canal opérateur de l'urétéro-rénoscope. La taille réduite de ce canal (3,6F) limite les sources d'énergie à trois possibilités : les ondes électro-hydrauliques réputées dangereuses pour les endoscopes et la muqueuse urothéliale, les ondes pneumatiques dont les sondes rigides limitent considérablement la déflexion des endoscopes et les ondes laser (5,6). La lithotritie faisant appel à l'énergie laser repose sur un phénomène de cavitation avec transmission de l'onde de choc le long des différentes lignes de force du calcul ce qui permet une fragmentation plus rapide [7]. Initialement, le taux de complication par lésion de la paroi urétérale était relativement élevé en raison du caractère non spécifique des longueurs d'onde utilisée, les tissus absorbants autant d'énergie que le calcul lui-même [8, 9]. Depuis l'étude de Watson en 1987 [10] démontrant l'efficacité clinique du laser à colorant sur les calculs urétéraux, d'autres formes d'énergie laser ont été alors expérimentées dans cette indication [11, 12].

Actuellement, le laser Holmium : YAG représente la source laser de référence en urétérorénoscopie souple pour le traitement des calculs mais également des tumeurs et des sténoses de la voie excrétrice. Récemment, un nouveau laser (FREDDY®, World of Medecine) a été introduit, dédié à la lithotritie endocorporelle et particulièrement adapté à l'urétérorénoscopie souple. Ce nouveau procédé est capable de produire des impulsions d'intensité très élevées par doublement partiel de la fréquence du rayon infrarouge primitif. Son mécanisme d'action repose sur la génération d'une bulle de plasma dont l'affaissement produit une onde de choc mécanique responsable de la fragmentation du calcul. Par comparaison au laser Holmium:YAG, le laser FREDDY® ne produit aucun effet thermique puisque son mécanisme d'action est purement mécanique [3].

La plupart des calculs absorbent préférentiellement les longueurs d'onde de la lumière du laser FREDDY® (532 et 1064 nm) alors que l'absorption par le tissu environnant reste minime. Ceci lui confère une sécurité d'utilisation optimale même en cas de tir accidentel direct sur la paroi urétérale. Dans notre étude, aucune lésion urétérale n'a été mise en évidence en rapport avec un tir direct sur la paroi urétérale, la perforation urétérale observée étant en rapport avec un calcul impacté. Zorcher [3] a confirmé l'innocuité du laser FREDDY® en exposant la paroi de vessies de lapin au tir laser FREDDY® à puissance maximale (2000 impulsions à 90 mJ) en restant en permanence au contact direct de la vessie. Après examen anatomo-pathologique, l'urothélium n'était le siège que de légères lésions muqueuses oedémateuses avec hyperhémie, saignement minime au niveau du chorion et nécrose punctiforme limitée à l'épithélium. Il n'a mis en évidence ni lésion de la musculeuse, ni perforations.

Dans notre étude, le taux de fragmentation était satisfaisant avec 30 calculs fragmentés sur 33 (90,9%). Ces données sont en accord avec ceux de Brandt et Rathert qui avaient traité 87 calculs urétéraux avec un taux de succès de 87% sans complication urétérale. (18)

Néanmoins, Stark et Carl ont rapporté la difficulté à fragmenter des calculs d'acide urique et de cystine [4]. Dans notre série, aucun calcul d'acide urique n'a été traité, il nous est donc difficile de confirmer les données de la littérature, mais nous confirmons l'impossibilité de fragmenter les calculs de cystine.

En effet, comme les lasers pulsés à colorant, le laser FREDDY® ne peut pas casser les calculs de cystine, car la cystine n'absorbe pas les longueurs d'onde 532 ou 1064 nm. Certaines améliorations techniques devraient permettre d'améliorer le rendement du laser FREDDY® pour traiter ce type de calcul [19].

En raison de l'extrême flexibilité de la fibre de silice et de son petit diamètre (280¬µm), il est possible d'exploiter au maximum les déflexions des urétéro-rénoscopes souples et de conserver une visibilité correcte, ce qui fait du laser FREDDY® un outil parfaitement adapté à l'urétérorénoscopie souple [20].

Par ailleurs, il possède les mêmes facilités d'emploi qu'un laser Holmium:YAG : alimentation par un courant à 220-240 volts, faible encombrement, activation rapide, commande au pied. Enfin, un autre avantage du laser FREDDY® sur le laser Holmium:YAG est son moindre coût tant à l'achat qu'à l'entretien (inspection annuelle) [3].

En résumé, le laser FREDDY® est un outil intéressant dont les avantages principaux sont : l'innocuité pour la paroi urétérale, le coût faible (environ 15000 euros) par rapport aux lasers Holmium :YAG (de 35000 à 50000 euros) et son utilisation parfaitement adaptée à l'urétérorénoscopie souple. Ses inconvénients sont l'absence d'efficacité sur les calculs de cystine et l'impossibilité de traiter les sténoses et les tumeurs de la voie excrétrice. En connaissance de cause, le laser FREDDY® peut parfaitement trouver sa place dans l'arsenal thérapeutique en endo-urologie.

Conclusion

Notre expérience montre que la lithotritie endoscopique avec le laser FREDDY est une méthode efficace quelle que soit la localisation des calculs et sûre avec une morbidité réduite. Notre étude confirme un taux de fragmentation satisfaisant pour l'ensemble des calculs urinaires en dehors des calculs de cystine qui résistent à ce type de laser. L'innocuité du laser Freddy sur la paroi urétérale a également été confirmée.

Bien que ce laser ne vienne pas directement concurrencer le laser Holmium:YAG car il ne traite pas les sténoses et les tumeurs de la voie excrétrice, il peut, en raison de ses caractéristiques propres, trouver sa place dans l'arsenal thérapeutique de l'endo-urologue. Des études cliniques futures évaluant le coût-efficacité des lasers Freddy et Holmium : YAG permettront de mieux préciser son rôle et sa place pour le traitement de la pathologie lithiasique.

Références

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